Stahlbiegerohre lassen sich je nach Herstellungsverfahren in drei Kategorien einteilen: wärmebehandelte, gestanzte und geschweißte Stahlbiegerohre. Wärmebehandelte Stahlbiegerohre werden in zwei Typen unterteilt: kalt- und warmbehandelte.
Allgemeines Wissen über Stahlbiegerohre: Ein Stahlbiegerohr ist ein Rohrformstück, das die Richtung eines Rohres ändert. Stahlbiegerohre werden beispielsweise an Rohrkreuzungen, Kurven und Umleitungen um Träger eingesetzt.
Gehärtete Stahlrohre zeichnen sich durch gute Elastizität, hohe Druckbeständigkeit und geringen Widerstand aus. Daher werden sie häufig im Bauwesen eingesetzt.
Die wichtigsten Biegeformen von Stahlrohren sind Rohrbögen in verschiedenen Winkeln, U-förmige Rohre, Hin- und Herbiegungen (oder B-Bögen), bogenförmige Stahlbiegerohre usw.
Ein Rohrbogen ist ein Rohrverbindungsstück mit einem beliebigen Biegewinkel, das an Rohrbiegungen eingesetzt wird. Der Biegeradius des Rohrbogens wird mit R bezeichnet. Je größer R ist, desto größer ist der Biegebereich des Rohrs und desto glatter verläuft die Rohrbiegung; je kleiner R ist, desto kleiner ist der Biegebereich und desto steiler verläuft die Biegung.
Hin- und Herbögen sind Rohrverbindungsstücke mit zwei Biegewinkeln (üblicherweise 135°). Der Abstand zwischen den Mittellinien der gebogenen Enden eines Stahlrohrbogens wird als Höhe des Hin- und Herbogens bezeichnet und mit dem Buchstaben h abgekürzt. Vertikale Abzweigrohre für die Heizungsanlage im Haus werden an Hauptleitungen und Heizkörper angeschlossen. Wenn die Rohre an Verbindungsstellen angeschlossen werden, die nicht in derselben Ebene liegen, müssen sie in der Regel hin- und hergebogen werden.
Das U-Rohr ist ein halbkreisförmiges Rohrverbindungsstück. Der Abstand d zwischen den Mittellinien der beiden Rohrenden entspricht dem doppelten Biegeradius R. U-Rohre können zwei 90°-Bögen ersetzen und werden häufig verwendet, um zwei übereinander angeordnete, kreisförmige, flügelförmige Heizkörper zu verbinden.
Ein gebogenes Stahlrohr ist ein Rohrformstück mit drei gebogenen Ecken. Der mittlere Winkel beträgt üblicherweise 90° und der seitliche Winkel 135°. Gebogene Stahlrohre werden verwendet, um andere Rohre zu umgehen. Sie kommen häufig bei der Verrohrung von Sanitäranlagen mit Warm- und Kaltwasserversorgung zum Einsatz.
Die Abmessungen eines Stahlrohrbiegeteils werden durch den Rohrdurchmesser, den Biegewinkel und den Biegeradius bestimmt. Der Biegewinkel wird anhand der Zeichnungen und der Gegebenheiten vor Ort festgelegt. Anschließend wird eine Schablone angefertigt, nach der die Rohre gebogen werden. Der Biegewinkel der gebogenen Rohre wird anhand der Schablone überprüft, um festzustellen, ob er den Anforderungen entspricht. Die Probe kann durch Biegen von Rundstahl hergestellt werden. Der Durchmesser des Rundstahls wird entsprechend dem Durchmesser des zu biegenden Rohrs gewählt; 10–14 mm sind ausreichend. Der Biegeradius des Stahlrohrbiegeteils muss anhand des Rohrdurchmessers, der Konstruktionsanforderungen und der geltenden Vorschriften bestimmt werden. Er darf weder zu groß noch zu klein sein. Ein zu großer Biegeradius führt nicht nur zu einem hohen Materialverbrauch, sondern auch zu einem großen Platzbedarf des gebogenen Rohrabschnitts, was die Rohrmontage erschwert. Ein zu kleiner Biegeradius hingegen führt zu einer zu starken Dehnung und damit zu einer Materialausdünnung des Rohrs hinter dem Rohrbogen. Dadurch verringert sich die Festigkeit, und die Rohrwand im Inneren des Rohrbogens wird zusammengedrückt, wodurch Falten entstehen. Daher gilt im Allgemeinen, dass der Biegeradius von warmgewalzten Stahlrohren mindestens das 3,5-fache des Außendurchmessers betragen sollte; der Biegeradius von kaltgewalzten Stahlrohren mindestens das 4-fache des Außendurchmessers; der Biegeradius von Schweißrohrbögen mindestens das 1,5-fache des Außendurchmessers; und der Biegeradius von Stanzrohrbögen mindestens dem Außendurchmesser des Rohrs entsprechen sollte.
Beim Biegen eines Stahlrohrs wird das Metall an der Innenseite des Rohrbogens gestaucht und die Rohrwand dicker; das Metall an der Rückseite des Rohrbogens wird gedehnt und die Rohrwand dünner. Je kleiner der Biegeradius, desto stärker ist die Wanddickenreduzierung an der Rückseite des Rohrbogens und desto größer die Auswirkungen auf die Festigkeit. Um zu verhindern, dass sich die ursprünglichen Eigenschaften des Rohrs nach dem Biegen wesentlich verändern, ist in der Regel vorgeschrieben, dass die Wanddickenreduzierung nach dem Biegen 15 % nicht überschreiten darf. Die Wanddickenreduzierung kann wie folgt berechnet werden:
In der Formel bezeichnet A die Wanddickenreduktion an der äußeren Sammelschiene nach dem Biegen des Rohrs (%).
DW——Rohraußendurchmesser (mm);
R – Biegeradius des Stahlrohrs (mm).
Beim Biegen von Stahlrohren ändert sich der Querschnitt aufgrund der Wandstärkenänderung im Biegebereich von einem Kreis zu einer Ellipse. Diese Querschnittsänderung verringert die Durchflussquerschnittsfläche, wodurch der Strömungswiderstand steigt und die Druckfestigkeit des Rohrs sinkt. Daher gelten für die Elliptizität von Stahlrohren folgende Grenzwerte: Bei einem Rohrdurchmesser bis 150 mm darf die Elliptizität maximal 10 % betragen; bei einem Rohrdurchmesser bis 200 mm darf sie maximal 8 % betragen.
Die Elliptizität des Rohres kann wie folgt berechnet werden:
In der Formel: T – Elliptizität (%);
d1——Hauptdurchmesser der elliptischen Deformation (mm);
d2——Kurzer Durchmesser der Ellipsendeformation (mm).
Bei der Herstellung von Kalt- oder Warmbiegerohren aus Stahlrohren für Wasser- und Gasleitungen sowie geraden Schweißnähten sollte die Schweißnaht in einem Winkel von 45° zur Rohrmittellinie verlaufen, um ein Reißen der Schweißnaht beim Biegen zu verhindern.
Faltenbildung ist bei gebogenen Stahlrohren grundsätzlich unzulässig. Sollten einzelne Unebenheiten auftreten, darf deren Höhe folgende Grenzwerte nicht überschreiten: Bei einem Rohrdurchmesser bis einschließlich 125 mm darf sie 4 mm nicht überschreiten; bei einem Rohrdurchmesser bis einschließlich 200 mm darf sie 5 mm nicht überschreiten.
Veröffentlichungsdatum: 18. März 2024